Электропривод с адаптивным управлением

Работа некоторых рабочих машин и производственных меха­низмов характеризуется случайным изменением в широких преде­лах условий технологических процессов и различных действую­щих на них возмущающих воздействий. Для обеспечения наилуч­шего хода таких технологических процессов ЭП должен иметь возможность изменять соответствующим образом характер своей работы.

Электропривод, функционирование системы управления кото­рого автоматически и целенаправленно изменяется с целью осуще­ствления наилучшего протекания технологического процесса, на­зывается ЭП с адаптивным или самоприспосабливающимся управ­лением. Другими словами, ЭП с адаптивным управлением обеспе­чивает оптимальный ход технологического процесса по заданному показателю качества при изменяющихся возмущениях и условиях работы. Автоматическое изменение функционирования системы уп­равления ЭП называется адаптацией, или самоприспособлением.

Если в ЭП с адаптивным управлением целенаправленно изменя­ются параметры системы управления, то привод называется самонастраивающимся, если изменяются параметры и структура систе­мы управления, - самоорганизующимся, если изменяются парамет­ры, структура и закон управления с использованием опыта функ­ционирования ЭП, - самообучающимся.

Для осуществления адаптивного управления ЭП служит устройство адаптивного управления (УАУ), которое формирует сигналы управ­ления, обеспечивающие заданный показатель качества технологичес­ких процессов, например наивысшую производительность рабочей ма­шины, минимальную стоимость обрабатываемой детали и др.

В общем случае УАУ должно обеспечивать или поддержание этого показателя качества на заданном уровне (системы стабилизации), или получение его экстремального значения (экстремальные системы).

Системы стабилизации чаще всего основываются на использо­вании модели технологического процесса, с помощью которой обес­печивается близость характеристик реального и целесообразного (оптимального) технологического процесса.

В экстремальных адаптивных системах параметры системы уп­равления настраиваются на экстремальное значение заданного по­казателя качества технологического процесса.

По способу получения информации о текущем значении показа­теля качества экстремальные системы подразделяются на поиско­вые и беспоисковые. В поисковых системах показатель качества дос­тигается за счет введения в систему дополнительных поисковых сиг­налов. В беспоисковых (аналитических) системах он рассчитывает­ся аналитически с помощью специального вычислительного устрой­ства. Если поисковые сигналы генерируются самой системой уп­равления, то такая система называется экстремальной системой с автоколебательным поиском экстремума. При использовании спе­циального дополнительного источника поисковых сигналов реали­зуется система с принудительным поиском экстремума.

По количеству переменных, от которых зависит показатель ка­чества, экстремальные системы подразделяются на одномерные и многомерные, также они классифицируются по методам поиска ал­горитма нахождения экстремума (например, Гаусса-Зайделя, гра­диента, наискорейшего спуска и др.).

Примером поисковой адаптивной системы управления ЭП мо­жет служить система поиска минимального значения тока статора АД в системе ТРН-АД, при котором потери в двига­теле оказываются минимальными. Регулируемой координатой АД как объекта управления в этом случае является ток статора, управ­ляющей координатой - напряжение питания двигателя, а возмуща­ющим воздействием - момент нагрузки на валу двигателя.

Вопросы для самоконтроля

1. Как работает ЭП с программным управлением?

2.Принцип работы электроприводов с нечисловыми (цикло­выми) программными устройствами.

3. Принцип работыэлектропривода с числовым программным управлением (ЧПУ).

4.Приведите функциональную схему ЭП, реализующую программное управление, поясните, как рассчитать темп изменения задающего сигнала при пуске и торможении ЭП.

5. Какое управление ЭП называется адаптивным?